钢结构质量检测

1、一、钢结构的外观质量检验1、 绪论 1）钢结构质量检测的步骤（1） 明确质量要求据 依据钢结构质量技术标准和生产工艺的考核指标，确定检测项目和个项目的质量标准，确定检测员的职责，使检测员熟悉检测项目。（2） 进行项目检测 选用一定方法和手段测试被检测的对象或产品，得到质量特性和结果。（3） 评定测试结果 将检测得到的结果同质量要求比较，确定检测对象或产品的级别，判断其合格与否。（4）报告检测结果 产品不论合格与否，都要用书面或标记形式作出结论。2、钢结构质量检测的个职能：1）质量保证职能 2） 缺陷防御的职能 3）结果报告的职能（二）、钢结构施工质量检测的依据1、钢结构设计说明书 根据钢结构结

2、构设计说明书，对产品在制造中接头的各项技术要求，如接头的等级要求、力学性能指标等进行必要检测。2、钢结构建造技术标准 钢结构施工技术标准规定了钢结构建造质量要求和质量评定方法，是从事检测指导性文件。目前一般遵循GB 502052001（钢结构工程施工质量验收规范） 3、工艺文件 包括钢结构施工工艺规程、钢结构检测规程、钢结构检测工艺卡等4、订货合同 5、钢结构施工图样 6、钢结构质量管理制度二、常用钢结构工程类型（一）钢结构安装工程 1、分项工程：应按钢结构焊接、高强螺栓连接、主体结构安装、围护结构安装、平台、钢梯和栏杆安装和结构涂装等主要工种进行划分。2、 分部工程：应按空间刚度单元进行划分

3、。 3、 单位工程：应按钢结构重量大于或等于2000t，并由种类齐全的构件组成的独立建（构）筑物或大型工业结构工程中结构独立的工艺区段安装工程进行划分。（2） 钢结构制作工程1、分项工程 应按钢柱、桁架、空腹桁架、实腹梁、组合梁、墙架、吊车梁等构件制作、焊接、涂装以及压型钢板制作等构件主要工种进行划分。 2、分部工程 应按分项工程中构件种类进行划分。 3、制作项目 应按钢结构安装单位工程或钢结构制作和同规定的全部构件制作进行划分。 3、 钢结构质量验收要求（一） 钢结构质量检验项目 1、原材料及成品进场检验要求 2、对焊接材料的检验要求 3、对连接件的检验要求4、钢结构焊接要求 5、紧固件连接

4、要求 6、质量标准 7、文件和记录（二）分项工程质量合格标准应符合下列规定：1、工程所含的各检验批均应符合规范合格质量标准2、工程所含的各检验批质量验收记录应完整。3、安全功能和见证检验：钢结构分部工程有关安全及功能的检验和见证检测项目应在其分项工程验收合格后进行。其项目有： 1）取样送样实验项目：钢材及焊接材料复验、高强度螺栓预拉力、扭矩系数复验等2）焊缝质量：内部缺陷、外观缺陷、焊缝尺寸等。3）高强度螺栓施工质量：4）主要构件变形： 钢屋（托）架桁架、钢梁、吊车梁等垂直度和侧向弯曲、钢柱垂直度。 5）主体结构尺寸： 整体垂直度、整体平面弯曲。4、钢结构分部工程有关观感质量检验项目内容为：

5、1）普通涂层表面2.防火涂层表面3）压型金属板表面4）钢平台、钢梯、钢栏杆。5、 钢结构分部工程合格质量标准应符合下列规定：1）各分项工程质量均应符合合格质量标准。 2）质量控制资料和文件应完整。 3）有关安全及功能的检验和见证检测结果应符合规范相应合格质量标准的要求。4）有关观感质量应符合规范相应合格质量标准的要求。6、质量文件和记录：钢结构分部工程竣工验收时，应提供下列文件和记录：1）钢结构工程竣工图纸及相关设计文件。 2）施工现场质量管理检查记录。 3）有关安全及功能的检验和见证验测项目检查记录。 4）有关观感质量检验项目检查记录。四、钢结构外观质量检验 （一）钢结构外观质量检验内容 1

6、、钢结构构件连接焊缝外观缺陷检测 2、钢结构构件连接焊缝外观尺寸检测 （二）钢结构外观质量检验方法 焊缝的外观检测可用肉眼及放大镜，主要检测焊接接头的形状和尺寸，检测过程中可使用标准样板和量规。1、目视检测的方法 目视检测工作容易、直观、方便、效率高。因此，应对焊接结构的所有可见焊缝进行目视检测。对于结构庞大，焊缝种类或形式较多的焊接结构，逐次检查。1） 直接目视检测 也称为近距离目视检测，这种检测用于眼睛能充分接近被检物体，直接观察和分辨缺陷形态的场合。 （2）远距离目视检测 用于眼睛不能接近被检物体，必须借助望远镜、内孔管道镜等进行观察的场合。2、目视检测的项目 （1）焊后清理质量 所有焊

7、缝及其边缘，应无焊渣、飞溅及阻碍外观检查附着物。 （2）焊接缺陷检验 在整条焊缝和热影响区附近应无裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿等缺陷，气孔、咬边应符合有关标准规定。 （3）几何形状检查 重点检查焊缝与母材连接处及焊缝形状和尺寸急剧变化部位。 （4）焊接的伤痕补焊 重点检查装配拉筋板拆除的部位，勾钉吊卡焊接的部位、母材引弧部位、母材机械划伤部位等。 目视检测若发现裂纹、夹渣、焊瘤等不许存在的缺陷，应清除、补焊或修磨，使焊缝表面质量符合要求。（三） 焊缝尺寸的检测 焊缝尺寸的检测是按图样标注的尺寸或技术标准规定的尺寸对实物进行测量检查。1、对接接头焊缝尺寸的检测 可直接用直尺或焊接检测尺测量出焊缝的余高

8、和焊缝高度。2、角焊缝尺寸的检测 角焊缝尺寸，包括焊缝的计算厚度、焊角尺寸、凸度和凹度等。测量角焊缝的尺寸，主要是测量焊角的尺寸K1、K2和角焊缝厚度。然后通过测量结果计算焊缝的凸度和凹度（四）焊接缺陷及其分类 在焊接接头上产生的金属不连续、组织不致密或连接不良的现象，统称为焊接缺陷。焊接接头的质量取决于焊接缺陷的性质、大小、数量和危害程度。焊接缺陷一般可分为以下三类： 1、尺寸上的缺陷包括焊缝尺寸不符合要求及焊缝形状不佳。 2、结构上的缺陷 包括气孔、夹渣、未熔合、未焊透、咬边、裂纹等 3、性质上的缺陷 包括力学性能与化学性质不符合要求的缺陷等。（5） 常见焊接缺陷的基本特征 1、焊接变形

9、焊接变形产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却。焊接时，焊件离焊缝愈近，温度愈高，膨胀也愈大。但加热的金属因受到周围温度低的金属阻止，不能自由膨胀；而冷却时又由于周围金属的牵制不能自由地收缩。结果这部分加热的金属存在拉应力，而其它部分的金属则存在与之平衡的压应力。 2、焊缝的外部缺陷 1）焊缝余高过高 ,当焊接坡口的角度开得太小或焊接电流过小时，均会出现这种现象。焊件焊缝由于应力集中易发生破坏，为提高压力容器的疲劳寿命，要求将焊缝的余高铲平。 2）焊缝过凹 因焊缝工作截面的减小而使接头处的强度降低。3）焊缝咬边 在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫咬边，如图下所示。它不仅减少了接头工作截面，而

10、且在咬边处造成严重的应力集中。4）焊瘤 熔化金属流到溶池边缘未溶化的工件上，堆积 形成焊瘤，它与工件没有熔合。焊瘤对静载强度无影响，但会引起应力集中，使动载强度降低5）烧穿 烧穿是指部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，它使接头强度下降3、焊缝的内部缺陷 1）夹渣 焊缝中夹有非金属熔渣，即称夹渣。夹渣减少了焊缝工作截面，造成应力集中，会降低焊缝强度和冲击韧性。 2）未熔合 熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部位。易造成应力集中. 3）气孔 焊缝金属在高温时，吸收了过多的气体（如H2）或由于溶池内部冶金反应产生的气体（如CO），在溶池冷却凝固时来不及排出，在焊缝内部或

11、表面形成孔穴，即为气孔。它减少了焊缝有效工作截面，降低接头强度。若有穿透性或连续性气孔存在，会严重影响焊件密封性。4） 裂纹 焊接过程中或焊接以后，在焊接接头区域内所 出现的金属局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生在焊缝上，也可能产生在焊缝两侧的热影响区。有时产生在金属表面，有时产生在金属内部。5）未焊透 未焊透是指工件与焊缝金属或焊缝层间局部未熔合的一种缺陷。未焊透减弱了焊缝工作截面，造成严重的应力集中，大大降低接头强度，它往往成为焊缝开裂的根源。 五、焊接缺陷对焊接产品质量的影响（一）由于焊接缺陷造成的事故原因：1置换清洗不彻底，取样马虎2相关阀门轻微泄漏3取样到施焊之间间隔时间过长，罐内有无危险

12、变 化无从掌握 防 止： 1、对置换作业人员进行培训，增加安全意识和工作责任心2、置换清洗科学合理（如蒸汽蒸煮或化学药品刷洗等）3、相关阀门与罐体加盲板隔离4、焊前取样，分析合格，立即施焊5、严格按照焊接作业安全规范施焊6、加强罐内通风1、焊接缺陷对质量的影响1）焊接缺陷引起应力集中 焊缝中的气孔一般呈单个球状或条虫形，因此气孔周围应力集中并不严重；而裂纹往往呈扁平状，如果加载方向垂直于裂纹平面，则裂纹两端会引起严重的应力集中。另外，对于焊缝成形不良，角焊缝的凸度过大及错边、角变形等焊接接头外部缺陷，也会引起应力集中2）对静载强度的影响 焊缝中有成串气孔或密集气孔，使强度明显下降；当夹渣成连续

13、的细条状且排列方向垂直于受力方向时，时比较危险的。裂纹、未熔合、未焊透比气孔、夹渣危害更大，不仅降低了强度，而且造成严重的应力集中。3）对脆性断裂的影响4）对疲劳强度的影响 缺陷对疲劳强度的影响要比静载强度大得多。例如气孔引起的承载面积减少10%，则疲劳强度减少50%。5）对应力腐蚀开裂的影响 应力腐蚀开裂往往是从表面开始的。如果焊缝表面有缺陷，则裂纹很快在该处性形核。 二、钢结构质量的渗透检验 渗透检验是在被检钢结构上侵蚀的带有荧光的或红色的染料，利用渗透剂的渗透作用，显示表面缺陷痕迹的一种无损检测方法。 一、渗透检验的原理、方法及应用（1） 渗透探伤的基本原理 当检验工件表面涂覆了带有颜色

14、或荧光物质且具有高度渗透能力的渗透液时，在液体对固体表面的湿润作用和毛细管作用下，渗透液渗透入钢结构表面考口缺陷中，然后，将钢结构表面多余的渗透液清晰干净，注意保留渗透到缺陷的渗透液，再在钢结构表面涂上一层显像剂，将缺陷中的渗透液在毛细作用下 重新吸附到钢结构表面，从而形成缺陷的痕迹，通过之间目视或特殊的灯具，观察缺陷痕迹颜色或荧光图像对却像性质进行评定，这就时渗透探伤的基本原理。（二）渗透检验的常用方法 1、着色检验方法 将透有彩色染料的渗透剂渗入钢结构表面，清洗后，涂吸附剂，使缺陷内的彩色油液渗至表面，根据色斑点或条纹发现和判断缺陷的方法。 2、荧光渗透检验法 这种检验方法时使用含有荧光物

15、质的渗透剂，经清洗后保留在却像中的渗透液被显像剂吸附出来。用紫光源照射，使荧光物质产生波长较长的可见光，在暗室中对着色后的焊件表面进行观察，通过显现的荧光图像对判断缺陷的大小、位置及形态。 3、水洗型渗透检验方法 它与其它渗透检验相同，但此方法以水清洗剂，渗透剂以水为溶剂，或者在渗透剂中夹有乳化剂，使非水溶性的渗透剂发生乳化作用而具有水溶性。也可以在渗透剂中直接加入乳化剂，而使渗透剂具有水溶性。 4、溶剂去除渗透检验法 5、干式显像渗透检验法 这种检验法主要用于荧光渗透剂，用经干燥后的细颗粒干粉可获得很薄的粉膜，对荧光显像有利，可提高探伤灵敏度。 6、湿式显像渗透探伤法 湿式显像剂是在具有高挥

16、发性的有机溶剂中加入起吸附作用的白色粉末配制而成，这些白色粉末并不溶解于有机溶剂中，而是呈悬浮状态，使用时必须摇晃均匀。 二、 渗透探伤剂的配制要求 渗透探伤剂是指渗透剂、乳化剂、清洗剂和显像剂的总称。（一）渗透剂1、渗透性能好 2、溶解性能好 3、洗涤性能好 4、挥发性不高（二）乳化剂油性物质时不能溶解于水的，当加入乳化剂后，使油能变成极微小的颗粒而均匀地分布在水中，形成了“水包油”的匀质状态，即使在静止状态下，油也不会聚在一起而造成油水分层的情况，这一显像称为乳化现象，而具有这一显像的物质称为乳化剂。若在渗透剂中直接加入乳化剂，而使渗透剂具有水溶性，则这种渗透剂称为自乳化剂渗透剂。（三）显

17、像剂（四）荧光渗透探伤的探伤剂三、 渗透探伤操作过程与工艺卡一）渗透探伤操作过程 1、探伤前的清理。探伤前的清理是向被检焊件表面涂覆渗透剂前的一项准备工作，其目的是彻底清除钢结构表面妨碍渗透液渗入缺陷的油脂、涂料、铁锈、氧化皮和污物等附着物。2、 焊件表面的渗透处理1）渗透方法的选择（1）浸渍法 浸渍法是将钢结构直接浸没在已调配好的渗透液槽中，渗透效果好，省时省工，对小型批量的零件适用，但一次配制渗透液量大。（2）刷涂法 刷涂法是用气泵将渗透液雾化成微小的液体颗粒后，通过喷雾器喷洒在钢结构被检部位上。2）渗透时间的确定 由于渗透时间受多种因素制约，很难统一明确规定具体数值，渗透时间可以根据上述

18、定性分析的情况，在510min范围内调整选用。3、钢结构的乳化处理可采用浸渍、浇注、喷洒等方法。施加乳化剂后不再作其它处理，只是根据渗透剂、乳化剂的性质和被检物表面粗糙情况保持25min即可。4、钢结构的清洗处理 5、钢结构干燥处理6、钢结构表面的显像处理 显像时间取决于所采用的配方，一般在7分钟之内就要进行干燥。7、显像缺陷痕迹观察 由于渗透探伤是依靠韧的视力或辅以510倍的放大镜区观察，因此要求探伤人员的矫正视力在1.0以上。对于着色探伤，探伤区光度不低于350lx。对于荧光渗透探伤，观察人应该在暗室中至少停留5min，适应环境，被检物表面的照度不低于50lx。8、探伤后钢结构的处理 如果

19、残留在焊件上的显像剂或渗透剂影响以后的加工、使用，或要求重新检验时，应即那个表面冲洗干净。（二）渗透探伤工艺卡 是指导钢结构实施渗透探伤操作的依据。（三）对比试块 在渗透检验生产中，为了对渗透检验试剂的性能与渗透检验探伤灵敏度进行评价，一般采用相应的对比试块。1、镀铬对比试块的制作及应用 将1Cr18Ni9Ti或其它适当的不锈钢材料，在尺寸4mm 40mm 130 mm 的长方形试块上单面镀镍30 1.5m，在镀镍层上再镀铬0.5m ，渡后退火。从未渡面以直径10mm的钢球，用布氏硬度法按750Kkgf、1000kgf、1250kgf负荷打三点硬度，使在渡层上形成三处辐射状裂纹。镀铬对比试块主

20、要用于校验操作方法和工艺系统灵敏度。使用前，应将其拍摄成照片或用塑料制成复制品，以供探伤时对照使用。2、铝合金对比试块的制作及应用 从810mm厚的铝合金（LY-12、淬火）板材上切取一块大小为50mm75mm的试块，用喷灯在中心部位加热至适当温度（510530），然后在冷水中淬火，从而在铝块中产生天然的裂纹。再沿75mm方向的中心位置开一个1.5mm1.5mm的沟槽，从而完成一块铝合金对比试块的制作。四、渗透探伤缺陷的判别、分级与记录（一）渗透探伤焊接缺陷的判别 焊接缺陷的显示痕迹分为线状显示和圆状显示。1、线状显示痕迹 线状显示痕迹是指长度大于或等于3倍宽度的显示痕迹。2、圆状显示痕迹 圆

21、状显示痕迹指长度小于3倍宽度的痕迹，可能成圆形、扁圆形或不规则形状。圆形显示痕迹通常由焊接表面气孔、弧坑缩孔、点状夹杂等形成的缺陷而形成的。（二）渗透探伤焊接缺陷的分级 不同的技术标准对分级的划分也不同，目前有渗透探伤法和压力容器着色探伤两项标准的分级方法。 1、渗透探伤法标准对缺陷显示痕迹的等级分类 这一标准将缺陷分为按圆状和线状痕迹划分的等级和按分散状痕迹划分的等级分类两种情况。分散状缺陷显示痕迹是指在一定区域内存在及个缺陷显示痕迹。这个区域2500 mm2的矩形面积（矩形最大边长150mm）2、压力容器着色探伤标准缺陷显示痕迹的分级 这项标准对缺陷显示按线状和圆状各分为三级，各级允许存在

22、的缺陷尺寸氦与材料厚度有关，具体数值见表。凡是出现以下情况之一的均为不合格。1）任何表面裂纹分层。2）大于表中规定的单个缺陷。3）在一条直线上有4个或4个以上间隙排列的缺陷显示， 且每个缺陷之间的距离小于2mm。4）在任何一块150mm25mm表面上存在10个或10个以上的缺陷显示。五、渗透探伤结果的记录1、探伤结果的标识 经渗透探伤后确定认为合格时，应在被检物表面作出标记，表明该焊件已被检并确认合格，如表面有缺陷显示，也应在有缺陷的部位用涂料表明其位置，供返修时寻找。 2、探伤报告 渗透探伤的结果最终以探伤报告的形式作出评定结论，探伤报告应综合反映实际的探伤方法、工艺及操作情况，并经有任职资

23、格的探伤人员审核后签发存档，作为焊接结构的合同的确立或者合格的证明资料。 一份完整的探伤报告应包括下列内容： 1）焊接工件名称、编号、形状及尺寸、表面及热处理状态、探伤部位、探伤比。 2）探伤方法，包括渗透类型及显像方式。 3）操作条件，包括渗透湿度和渗透时间、乳化时间、水压及水温、干燥温度及时间、显像时间。4）操作方法 5）探伤结论6）示意图 7）探伤日期、探伤人员姓名、资格等。6、 渗透检验新技术（一）高灵敏度渗透检验试剂（二）特种渗透探伤试剂 1、反应型着色渗透探伤试剂 1）显示缺陷清晰2）由于无色或颜色极淡，对工件表面、缝隙、台阶 的沟槽及操作者不会造成污染。3）缺陷的鉴别率高。 2、

24、高温型渗透探伤试剂 适用于在高温下进行渗透探伤。我国研制的探伤试剂适宜温度为5180 3、不燃型渗透探伤试剂 国产的不燃型渗透探伤试剂其耐温上限为230 。（三）自动化渗透探伤装置七、渗透检验实例大型球罐的渗透检验（一）大型球罐的制作及可能存在的缺陷 球罐为400m2的储氨容器，材质为16MnR，板厚为44mm。由于焊接工艺复杂，现场焊接条件差，易产生表面裂纹，必须进行表面探伤。 （二）探伤方法的选择 1、内外表面的外观质量检查 2、由于支柱和接管处不易用磁粉检验，一般采用溶剂除去型渗透检验，灵敏度较高，设备简单，操作方便，适用性好。（3） 球罐渗透检验的特殊问题 在渗透检验中，渗透时间与渗透

25、剂的温度有很大关系。为满足检验要求，一般都在1540进行。特别是北方气温低，渗透剂与清洗剂是易燃物，不能与明火接触，因此采用罐内加热法。 1、工频加热法 将工频加热器固定在探测面的内壁，调整电流控制探测面温度在30 左右；但设备较为复杂。 2、煤气喷嘴加热 把喷嘴置于罐内，对受检部位加热，通过调节气体流量和喷嘴与受检表面的距离，使探测面温度为30 左右。但设备也复杂。 3、气焊枪加热（四）作对比试验 1、制作试板采用与球罐材料相同的材料制作对焊接试板，规格为30mm 150mm44mm。用异种钢焊条缠绕细铜丝焊接试板，使之产生裂纹。 2、试验过程 首先在室外低温（-7 ）进行探伤，在清洗过的焊

26、缝表面喷涂渗透剂，渗透10min，然后清洗，再显像10min。结果没有发现裂纹。 再对试板进行彻底清洗，放在室内（室温为25 ）用同样的条件进行渗透检验，结果发现焊缝背面裂纹密布。再次彻底清洗，用气焊枪在试板背面加热（不烫手即可），用同样方法进行检验，结果显示情况与室内一样。（五）球罐焊缝的渗透探伤工艺 1、预清洗 2、加热受检区 3、渗透 渗透时间15min 4、清洗 5、显像 显像15min 后观察 6、观察和记录（六）探伤结果分析3、 钢结构质量的磁粉检验磁力探伤是通过对铁磁性材料进行磁化所产生的漏磁场，来发现其表面或近表面缺陷的无损检测方法。磁力探伤包括磁粉法、磁敏探头法和录磁法。 一

27、、磁力探伤概述（一）磁力探伤的分类 1、磁粉探伤法 磁粉探伤法是利用在磁场中，铁磁粉材料表面缺陷产生的漏磁磁吸附磁粉的现象而进行的无损检验法。磁粉探伤对钢材表面裂纹具有较高的探伤灵敏度。 2、磁敏探头法是指利用合适的磁敏探头探测工件表面，把漏磁场转换成电信号，再经过放大、信号处理和储存，这可用广电指示器加以显示的一种无损检验法。3、录磁探伤法 也称中间存储漏磁检验法。其中以磁带记录方法为最主要方法。探伤时，将磁带覆盖在已磁化的工件上时，缺陷的漏磁场就在磁带上产生局部磁化作用，然后用磁敏探头测出磁带录下的漏磁，从而确定钢结构表面缺陷的位置。（2） 磁粉探伤的基本原理当钢结构内部存在缺陷时，如裂纹

28、、夹杂、气孔等非铁磁性物质，其磁阻非常大，磁导率低，必将引起磁力线的分布发生变化。缺陷处的磁力线不能通过，将产生一定程度的弯曲。当缺陷位于或接近钢结构表面时，会穿过钢结构表面漏到空气中形成一个微细的漏磁场。2、 影响漏磁场强度的因素1、外加磁场强度的影响 对铁磁材料磁化时所施加的外加磁场强度高时，形成的漏磁场强度也随之增加。2、材料磁导率的影响 材料磁导率高的工件易被磁化，漏磁场强度随着磁导率的增加而增加。3、缺陷埋藏深度的影响 随着缺陷埋藏深度的增加，漏磁场越小。4、缺陷方向的影响 当缺陷长度方向和磁力线方向垂直时，形成漏磁场强度较大。随着缺陷长度方向与磁力线夹角减小，漏磁场强度减小。 5、

29、缺陷磁导率的影响 缺陷磁导率越高，产生漏磁场强度越低。 6、缺陷大小和形状的影响 缺陷在垂直磁力线方向上的尺寸越大，形成漏磁场且其强度越大，缺陷的形状为圆形时，如气孔等，漏磁场强度小，当缺陷为线形时，容易形成漏磁场。三、磁粉探伤的材料和设备 （一）磁粉及磁悬液1、磁粉的种类 磁粉是铁的氧化物，颗粒度为0.10.07mm。黑磁粉是一种黑色的粉末。在浅色工件表面上形成的磁痕清晰，运用最泛。红磁粉具有较高的磁导率。对黑色金属和工件表面颜色呈褐色状况下进行探伤，具有较高反差。 荧光磁粉在暗室中用紫外线照射能产生较亮的荧光，所以适合于检验工件的表面探伤，具有较高的灵敏度。2、 磁粉的性能 磁粉的性能包括

30、磁性、粒度、颜色、悬浮性等。磁粉性能应满足以下要求：1）磁粉具有高磁导率和低声磁性的性质，磁粉之间不应互相吸引。用磁性称重法检验时，磁粉的称量值应大于7g。2）磁粉的颗粒度应小于0.07mm。3）磁粉的颜色应与被检工件有较大的反差探伤时，为保证检验灵敏度，应事先用灵敏式片对干、湿磁粉进行性能和灵敏度试验。而且使用前必须在6070度的温度下经过2h烘干处理3、 磁悬液 将磁粉混合在液体介质中形成磁粉的悬浮液，简称磁悬液。用来悬浮磁粉的液体叫分散剂或载液。（二）磁粉探伤设备简介 磁粉探伤设备由磁粉探伤机、测磁仪器及质量控制仪器等组成，其主要设备是磁粉探伤机，常用的有以下几种：1、便携式磁粉探伤机

31、便携式磁粉探伤机具有体积小、质量轻、易于搬动等优点。（1）磁轭式磁粉探伤机 永久磁轭 永久磁轭是采用软磁材料（纯铁）制作的形结构。 电磁轭 电磁轭是在用硅钢片制作的铁心上绕制励磁线圈，当线圈中有交流或直流电用过时，则在贴心内产生磁场，从而对工件进行磁化。2）磁锥式磁粉探伤机 磁锥式磁粉探伤机可在工件上任意选择磁化方向，从而检验各个方向的缺陷，当一次磁化只能检验一个方向的缺陷。仪器比较小，便于现场使用。2、移动式磁粉探伤机 移动式磁粉探伤机一般都至于小车上，移动比较方便。适合于小型工件和不易搬动的大型工件如天然气罐、高压容器等的探伤。 3、 固定式磁粉探伤机 固定式磁粉探伤机是一种大型的磁粉探伤

32、设备，一般安装在固定场合。它适应的产地现对固定，中小型工件及需要较大磁化电流的可移动工件的检验。4、 磁轭式旋转磁场探伤机 磁轭式旋转磁场探伤机由电源箱及磁轭两部分组成。它具有体积小，重量轻的特点。其应用除了与便携式探伤机相同外，还可以检验缺陷分布为任意方向的焊件三、 磁粉探伤工艺 在磁粉探伤中，用过外加磁场使焊件磁化的过程称为焊件的磁化。（一）钢件磁化方法 1、直流电磁化法和交流电磁化法 1）直流电磁化法 钢件被直流电磁化时，采用低电压大电流的直流电源，使焊件产生方向恒定的电磁场。 2）交流电磁化法 工件被交流电磁化时，采用低电压大电流的交流电源。2、直接通电磁化法间接通电磁化法 1）直接通

33、电磁化法 该法时将焊件直接通与电流，使工件周围和内部产生周向磁场。适合于检测长条形如棒材或管材等钢件。2）间接通电磁化法 间接通电磁化就是工件利用探伤仪器等使自身产生磁场来完成的，避免直接通电磁化法产生的弊端。3、周向磁化法、纵向磁化法、复合磁化法和旋转磁场磁化法1）周向磁化法 周向磁化法又称横向磁化法。焊件磁化后产生的磁力线是在钢件轴线垂直平面内，常用来检验钢件上如纵焊缝等与轴线平行的缺陷。 2) 纵向磁化法 焊件磁化后产生的磁力线与工件轴线平行。用来检验与钢件或焊缝轴线垂直的缺陷。常用的磁化方法有：螺线管线圈法、磁轭磁化法等。3) 复合磁化法 复合磁化法是一种采用直流电使磁轭产生纵向磁场，

34、用交流直接向工件直接通电产生周向磁场,使工件得到合成磁场的方法，探伤时，必须进行直流纵向磁化，然后进行交流周向磁化，在不同的时间里，得到大小和方向都在变化的,从而能发现工件表面上任意方向的缺陷。4、旋转磁场磁化法 旋转磁场化法是采用相位不同的交流电对工件进行周向和纵向磁化，在工件中就可以产生交流周向磁场和交流纵向磁场。（二）磁化方法的选择 各类钢件在磁粉探伤时，应选择合适磁化方法对钢件进行磁化。（三）磁化规范的选择 磁化规范时指在确定磁化方法以后对采用的磁化电流值的选择。通过变化磁化电流来调整磁场强度的大小。在确定磁场（磁化电流）大小时，应考虑到充磁方式，焊件本身材料的特点，焊件形状，表面粗糙

35、度情况以及技术条件要求等多方面因素来确定。 1、周向磁化规范 对于圆棒、圆筒及类似焊件在直接通电时，由于在探伤焊件表面的磁场强度要求连续法时为25005000A/m。采用剩磁法时约为800014A/m。 2、纵向磁场磁化规范 纵向磁场化一般采用线圈使焊件磁化。焊件磁化范用线圈匝数和通电电流的乘机，即安匝数来表示。对于棒、管类焊件进行纵向磁化时，线圈中心磁场强度应达到如下规定:1) L/D时，线圈中心磁场强度应大于1.2A/m 2）2L/D时，线圈中心磁场强度应大于1.2A/m 3、磁锥磁化规范 磁锥磁化规范按触头间距的大小进行选择，根据国家标准的推荐，触头间距与磁化电流值之间的关系为：当焊件厚

36、度19mm时，45A/mm. 4、磁轭磁化规范 磁轭磁化范的选择主要时对磁轭提升的选择。一般情况下，当使用磁轭至少应有177N的提升力，交流电磁轭至少应有44N的提升力。且磁轭的磁极间距应控制在50200mm之间，磁轭每次移动应有不少于25mm的覆盖区。（4） 磁粉探伤工艺卡的编制 磁粉探伤工艺卡的编制主要考虑并合理选择磁粉探法、。（2） 磁粉探伤工艺守则1、适用范围：本作业指导书适用于铁磁性材料制成的船舶结构及其零部件表面、近表面缺陷的无损检测。2、编制依据JB/T4730.4-2005；3、人员要求：1磁粉探伤人员应取得国家有关部门颁发的等级资格证书，并从事与其等级相适应的工作。2探伤人员

37、应无色盲、色弱。近距离视力或矫正后近距离视力不低于1.0，并一年检查一次。4、检测要求与工艺1按委托检测单或验收规范确定执行标准。2设备和磁粉磁粉探伤设备和磁粉必须符合标准的规定。3检测时机：1磁粉探伤应在容易产生缺陷的各道工序（如焊接、热处理、机加工、磨削、矫正和加载试验）以后进行。.2对于有产生延迟裂纹倾向的材料，磁粉探伤应安排焊接后24h进行,对有再热裂纹倾向的焊缝，应在焊后及热处理后各探伤一次。4.4表面准备 1被检工件的表面粗糙度Ra不大于12.5um。2被检工件表面不得有油脂或其它粘附磁粉的物质。3被检工件上的孔隙在检测后难于清除磁粉时，则应在检测前用无害物质堵塞。4为了防止电弧烧

38、伤工件表现和提高导电性能，必须将工件和电极接触部分清除干净，必要时应在电极上安装接触垫。4.5磁化规范 根据工件的材料、热处理状态、磁特性、尺寸、形状、表面状态和欲检出缺陷的种类、位置、大小，按标准确定采用连续法还是剩磁法，以及磁化方法、磁化电流种类，有效探伤范围等相关的磁化规范。4.6施加磁粉根据工件的磁特性、形状、尺寸、表面状态，磁化方法及探伤环境，按标准选择合适的磁粉和分散剂种类、磁悬液浓度以及施工方法，施加时机。4.7磁痕的观察1磁痕的观察，必须在磁痕形成后立即进行。2按标准的规定，对缺陷磁痕进行观察、评定记录。4.8缺陷等级评定.1按标准有关规定，对缺陷进行评级。2不合格缺陷应写出返

39、修通知单通知施工方返修。4.9退磁1当有要求时，工件在检查后应进行退磁。2根据工件的形状、大小按标准选用正确的方法退磁。4.10复检 当出现下列情况之一时，应进行复检：1检测时，用灵敏度试片验证，检测灵敏度不符合要求。2发现检测过程中操作有误。（三）灵敏度试片用它可以考核磁化方法与磁化规范、磁粉和磁悬液的性能、操作方法正确与否等综合指标。 灵敏度试片有A、B、C三种类型。A型 特点： 试片用于磁粉显示，图象直观，使用简便。对各类零件所有方向的磁场，尤其检查形状复杂的零件时，表现其独特的优点。（四）磁粉探伤过程 包括：预处理、磁化、施加磁粉、检验、记录及退磁。1、焊件表面的预处理 2、焊件磁化（

40、比较通电法、接触法、中心导体法、线圈法、磁轭法的应用差别）分析锚的磁化方法 3、焊件表面施加磁粉 把磁粉或磁悬液均匀地喷洒在焊件表面上。它可分为连续法和剩磁法两种。4、检验对磁痕进行观察和分析，非荧光磁粉在明亮的光线下观察，荧光磁粉可在紫外线灯照射下观察。 5、退磁 使焊件的剩磁为零的过程叫退磁。 1）交流线圈退磁法 2）直流退磁法 6、磁粉探伤报告六、焊接缺陷的判断和焊缝等级的确定 （一）焊接缺陷的判断 1、裂纹 2、发纹 3、条状夹杂 4、气孔和点状夹杂 （二）焊缝等级的确定及验收 七、磁粉检验安全操作规程磁粉检验系带电作业，操作时必须穿上绝缘鞋，同时还应注意以下几点： 1、操作前认真检查

41、电气设备、元件及电源线的接触和绝缘等，确认完好才能操作； 2、室内保持干燥清洁，连接电线和导电板的螺栓必须牢固可靠； 3、零件在电极头之间必须紧固，夹持或拿下零件时必须停电； 4、充电、充磁时，电源不准超过允许负荷，在进行上述工作或启闭总电源开关时，操作者应站在绝缘垫上； 5、干粉探伤时应戴上口罩； 6、荧光磁粉探伤时，应避免紫外线灯直接照射眼睛； 7、防止探伤装置和电缆漏电，避免引起漏电事故； 8、喷洒油悬液时，不许抽烟、不许明火靠近； 9、触头或工件表面上由于接触电阻发热会引起烧伤。任务四：钢结构质量的超速波检验一、 超速波检验的基本原理 超声波检验是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等

42、物理特性来发现缺陷、检测材料内部缺陷的一种无损检测方法。具有灵敏度高、设备轻巧、操作简便、探测速度快、成本低、对人体无害等特点；但对缺陷进行定性和定量的准确判定困难。（一）超速波的产生与性质 超声波是频率大于20000Hz的声波，属于机械波。在金属检测中适用的超声波，其频率为0.510MHz，其中25MHz为最常用的超声波频率。1、机械波的产生与传播 1）定义：振动的传播过程为波。 波分为机械波和电磁波。1）机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。如水波、声波、超声波等。 （2）电磁波是交变电磁场在空间的传播过程。 2）产生机械波的条件：（1）要有作机械振动的波源（2）有能传播机械振动的弹性介

43、质 2、波长、频率和波速 1） 波长：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离，用表示。常用单位为毫米(mm)或米(m)。2）频率f：波动中，任一点在1秒内所通过的完整波个数。波动频率在数值上同振动频率，单位为赫兹(Hz)。3）波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离，用C表示。常用单位为米/秒(m/s)或千米/秒(km/s)。4）三者关系： C=f 或=C/f 波长与波速成正比，与频率成反比。当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长 3、次声波、声波和超声波1）次声波、声波和超声波的划分 相同点：次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中

44、的传播速度相同。 区分点：频率 （1）能引起听觉的机械波称为声波，频率在20-20000Hz之间。（2）频率低于20Hz的机械波称为次声波。（3）频率高于20000Hz的机械波称为超声波。4、超声波的产生与接收 检测中采用压电法来产生超声波。 5、超声波的性质 1）超声波具有良好的导向性 2）超声波能在弹性介质中传播，不能在真空中传播 3）不同的波型（1）纵波（L） 声波在介质中传播时，质点的振动方向和波的传播方向相同的波。（2）横波（S） 声波在介质中传播时，质点的振动方向波的传播方向垂直的波。（3）表面波（R） 仅在固体表面传播且介质表面质点 做椭圆运动的声波。 焊缝实际检测中通常选择横波

45、。6、超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转换7、超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性（2） 超声波检测设备简介 超声波检测设备主要由探头、探伤仪、试块及其附属部件组成。1、 探头1）探头的种类（1）直探头 声束垂直于被探焊件的表面入射的探头称为直探头。它可发射和接收纵波。（2）斜探头 利用透声楔块使声束倾斜于焊件表面入射焊件的探头称为斜探头。它可以发射和接收横波。通常横波斜探头以钢中折射角标称：有r=40 等几种；有时也以折射角的正切值标称：K=tanr=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0。（3）水浸集焦探头 一种有超声波探头和声透镜组合而成的探头。由于集焦探头的声束细，声束集

46、中，从而大幅度的改善了超声波的指向性，提高了灵敏度和分辨力。（4） 双晶探头 为了弥补普通直探头探测近表面缺陷时存在的盲区大、分辨力低的缺点而设计的探头。双晶探头又称为分割试TR探头，主要用于探测近表面缺陷和薄焊件的探测。2）探头的主要参数 焊缝超声波探伤常用斜探头。斜探头的主要性能参数如下：1）折射角 （或探头K值）其大小决定了声束入射焊件的方向和声波传播途径，是为缺陷定位计算提供的一个有用数据，因此探头使用磨损后均需测量K值。（2）前沿长度 声束入射点至探头前端面的距离称为前沿长度。它反映了探头对有余高焊缝接近的程度。（3）声轴偏离角 它反映了主声束中心线的重合程度。声轴偏离角直接影响缺陷

47、定位和指示长度的测量精度，并导致对缺陷方向产生误判，从而影响对探伤结果的分析。 3）探头型号（1）探头基本频率 单位为MHz（2）压电晶片材料 常用的压电晶片材料及其代号见表（3）压电晶片尺寸 单位为mm。圆形晶片为晶片直径；方形晶片长度宽度 2、超声波探伤仪 仪器的分类 按超声波的连续性可分为脉冲波、连续波和调频波探伤仪三种。 按缺陷显示方式，可将超声波探伤仪为A型、B型显示。C型显示和3D型显示等。1）A型显示探伤仪： A型显示是一种波形显示，探伤仪荧光屏的横坐标代表声波的传播时间(或距离)，纵坐标代表反射波的幅度。由反射波的位置可以确定缺陷位置，由反射波的幅度可以估算缺陷大小。（2）B型

48、显示探伤仪：B型显示是一种图象显示，探伤仪荧光屏的横坐标是靠机械扫描来代表探头的扫查轨迹，缴坐标是靠电子扫描来代表声波的传播时间(或距离)，因而可只管地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度。（3）C型显示探伤仪：C型显示也是一种图象显示，探伤仪荧光屏的横坐标和纵坐标都是靠机械扫描来代表探头在工件表面的位置。按超声波的通道分类（1） 单通道探伤仪：仪器由一个或一对探头单独工作（2） 多通道探伤仪；仪器由多个或多对探头交替工作，每一通道相当于一台单通道探伤仪，适用自动化探伤。 3、试块 是一种按一定用途设计制作的具有简单形状的人工反射体。它是探伤标准的一个组成部分，是判定探伤对象质量的

49、重要尺度。试块分成标准试块和对比试块两大类。标准试块的主要用途是：（1）利用R100mm圆弧面测定探头入射点和前沿长度，利用 50mm孔的反射波测定斜探头折射角（K值）（2）校检探伤仪水平线性和垂直线性。（3）利用横孔的反射波调整探伤灵敏度，利用R100mm圆弧调整探测范围。（4）利用圆孔估测直探头盲区和斜探头前后扫描声束特性。（5）采用测试回波幅度或反射波宽度的方法可测定远场分辨力2）对比试块 试块共有三种，即RB-1（适用于825mm板厚）、RB-2（适用于8100mm 板厚）和RB-3（适用于8150mm板厚）。二、超声波探伤的基本方法 在超声波探伤中有各种探伤方式及方法。按探头与焊件接

50、触方式分类，可将超声波探伤分为直接接触法和液浸法两种。（一）直接接触法 直接接触法超声波探伤时，使探头直接接触焊件进行探伤的方法称为直接接触法。直接接触法超声波探伤有垂直入射法和斜角探伤法两种。1、 垂直入射法 是采用直探头将声束垂直入射焊件探伤面进行探伤的方法。适用于厚钢板、轴类、轮等几何形状简单的焊件。2、斜角探伤法 1）斜角探伤法（简称斜射法） 是采用斜探头将声束斜射入焊件探伤面进行探伤的方法。由于它是利用横波进行探伤，故又称横波法2） 斜角探伤法的应用 能发现与探测表面成角度的缺陷，常用于焊缝、环状锻件、管材的检查。在焊缝探伤中，有时也采用一发一收两个斜探头，并用专门夹具固定成组，对焊

51、缝进行所谓串列式扫查，称串列式斜角探伤法1） 并列式： 两个探头并列放置，探伤时两者作同步向移动。但直探头作并列放置时，通常是一个探头固定，另一个探头移动，以便发现与探测面倾斜的缺陷。（2）交叉式： 两个探头轴线交叉，交叉点为要探测的部位，可用来发现与探测面垂直的片状缺陷，在焊缝探伤中，常用来发现横向缺陷。（3）V型串列式； 两探头相对放置在同一面上，一个探头发射的声波被缺陷反射，反射的回波刚好落在另一个探头的入射点上，主要用来发现与探测面平行的片状缺陷。4） K型串列式 两探头以相同的方向分别放置于试件的上下表面上。一个探头发射的声缺陷反射，反射的回波进入另一个探头。此种探伤方法主要用来发现

52、与探测面垂直的片状缺陷。5）串列式 两探头一前一后，以相同方向放置在同一表面上，一个探头发射的声波被缺陷反射的回波，经底面反射进入另一个探头。此种探伤方法用来发现与探测面垂直的片状缺陷(如厚焊缝的中间未焊透)。（6）多探头法 使用两个以上的探头成对地组合在一起进行探伤的方法，称为多探头法。2） 、液浸法 液浸法是将焊件和探头头部浸在耦合剂液中，探头不接触焊件的探伤方法。根据焊件和探头浸没方式的不同，可分为全没液浸法、局部液浸法和喷流式液浸法等 液浸法当用水作耦合介质时，称作水浸法。水浸法探伤时，探头常用聚焦探头。3、 仪器与探头的选择 （一）探伤仪的选择 1、对于定位要求高的情况，应选择水平线

53、性误差小的仪器。 2、对于定量要求高的情况，应选择垂直线性好，衰减器精度高的仪器。 3、对于大型零件的探伤，应选择灵敏度余量高、信噪比高、功率大的仪器。 4、为了有效地发现近表面缺陷和区分相邻缺陷，应选择盲区小、分辨力好的仪器。 5、对于室外现场探伤，应选择重量轻，荧光屏亮度好，抗干扰能力强携带式仪器。 6、要选择性能稳定、重复性好和可靠性好的仪器。（2） 探头的选择 探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头。 1、探头型式的选择 一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。1） 纵波直探头只能发射和接收纵波，束轴线垂直于探测面，主

54、要用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。 2）横波斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的。主要用于探测与深测面垂直或成一定角的缺陷。如焊缝生中的未焊透、夹渣、未溶合等缺陷。 3）表面波探头用于探测工件表面缺陷，双晶探头用于探测工件近表面缺陷。聚焦探头用于水浸探测管材或板材。2、探头频率的选择 1）超声波探伤选择频率时应考虑以下因索。（1） 由于波的绕射，提高频率，利于发现更小的缺陷。 （2）频率高，脉冲宽度小，分辨力高，有利于区分相邻缺陷；且声束指向性好，能量集中，有利于发现缺陷并对缺陷定位。但频率高，波长短，近场区长度大，对探伤不利，另外频率增加，衰减急剧增加。 2）具

55、体选择时考虑如下：（1）对于晶粒较细的锻件、轧制件和焊接件等，一般选用较高的频率，常用2.5-5.0MHz。（2）对晶粒较粗大的铸件、奥氏体钢等宜选用较低的频率，常用O.5-2.5MHz。如频率过高，就会引起严重衰减，示波屏上出现林状回波，信噪比下降，甚至无法探伤。3、探头晶片尺寸的选择 1）探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头。 2）探伤厚度大的工件时，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头。 3）探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头。 4）探伤表面不太平整，曲率较大的工件时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。4、横波斜探头K值的选择 1）当工件厚度较小时，应选用较大的K值，增加一次波的声程，避免